(57)【要約】【課題】基板上に定着させた物質から発せられる検出光を検出する方法に用いられる光学検出用基板において、試料溶液を基板上の所定位置に、スポットの大きさおよび形状が均一となるように、精度良く点着できるようにする。【解決手段】光学検出用基板１の表面に親水性領域２を周期的に設け、該親水性領域２の周期を５０００ｎｍ以下とする。光学検出用基板１は、基板１の表面上に、活性エネルギー線の照射により水との親和性が変化する薄膜を形成する工程と、該薄膜に対して活性エネルギー線を選択的に照射する工程を有する方法で製造できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に定着させた物質から発せられる検出光を検出する方法に用いられる基板であって、
該基板の表面に親水性領域が周期的に設けられており、該親水性領域の周期が５０００ｎｍ以下であり、かつ前記物質の定着領域の径より小さいことを特徴とする光学検出用基板。
【請求項２】
前記親水性領域の周期が１０００ｎｍ以下である請求項１記載の光学検出用基板。
【請求項３】
前記親水性領域に、前記物質の定着を促進する表面処理が施されている請求項１または２に記載の光学検出用基板。
【請求項４】
前記基板の厚さ方向に対して垂直な互いに異なる2つの繰り返し方向における、前記親水性領域の周期が互いに等しい請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学検出用基板。
【請求項５】
前記物質の定着領域の径が５０〜５００μｍである請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学検出用基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学検出用基板を製造する方法であって、基板の表面上に、活性エネルギー線の照射により水との親和性が変化する薄膜を形成する工程と、該薄膜に対して活性エネルギー線を選択的に照射する工程を有することを特徴とする光学検出用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば蛍光等の光学検出を行うのに好適な表面構造を有する光学検出用基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＮＡチップに代表される、バイオチップと呼ばれる装置または分析方法の開発が盛んになっている。バイオチップは、ＤＮＡまたはタンパク質等の生体高分子を基板上の特定の位置に吸着または担持させ、これと相互作用する生体高分子などを反応させて分析などを行うのに用いられる。
バイオチップの代表的なものとして、多種類のＤＮＡの断片（検出ＤＮＡ）を数百〜数万の微小なスポットとして基板上に固定させた、ＤＮＡチップがある。該ＤＮＡチップに人間または動物のＤＮＡで評価したいもの（評価ＤＮＡ）を作用させる（ハイブリダイゼーション）ことにより一度に多数のＤＮＡの配列を検出評価し、個体間の配列の違い、および細胞状態の違いによる遺伝子発現量の差などを解析できる。
以下では代表例としてＤＮＡについて説明するが、ＲＮＡ、タンパクまたは糖鎖等についても同様である。
【０００３】
ＤＮＡチップにおいて、基板上にＤＮＡを固定させる方法は、フォトリソグラフィを利用した固相合成法と、あらかじめ用意した多種類の検出ＤＮＡを基板上に並べていくスタンフォード（スタンピング）法とに大別される。
いずれの方法を用いた場合も、検出方法としては、基板上に固定化されたＤＮＡ（以下、プローブＤＮＡという。）に対して、混合ＤＮＡ断片（以下、検体ＤＮＡという。）をハイブリダイゼーションさせ、検体ＤＮＡに予め取り付けられている蛍光標識分子からの蛍光を読み取ることにより、検体ＤＮＡ中に存在する個々の配列を持ったＤＮＡの存在量を推定するという手法が一般的に用いられる。
【０００４】
スタンフォード（スタンピング）法によりプローブＤＮＡを基板上に固定化する場合の代表的な方法は、まず、緩衝液などにプローブＤＮＡを溶解させた試料溶液を、スタンプによって基板上の特定の位置および特定の面積の領域に点着する。こうして基板上に定着された物質の定着領域を、以下スポットという。またこの点着操作もスポットということがある。そして、スポット内のプローブＤＮＡを基板上に吸着または共有結合させる（以下、固定化という。）。試料溶液をスタンプする代表的な方法としては、ステンレスピンの先端に試料溶液を付け、これを基板表面に接触させることにより試料溶液を基板表面に移す方法がある。こうしてプローブＤＮＡを基板上に固定化し、さらにハイブリダイゼーションした後に、蛍光検出を行い、各スポット間の蛍光強度を比較する検出工程を行う。
該検出工程では、一般に、多数のスポットを画像処理プログラムにより自動認識させる手法が用いられるため、各スポットが所定の位置、所定の面積、および所定の形状に正確に存在していないと、スポット認識の補正操作が煩雑になるのみならず、充分に精度の良い結果を得ることができなくなってしまう。
すなわちＤＮＡチップにおいては、スポットの正確さが、良好な分析結果を得るうえで重要なポイントとなる。
【０００５】
たとえば、下記特許文献１には、基板上に、表面が親水性のサイトを高密度で形成し、該サイトに生体関連物質を付着させてバイオチップを得る方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１２１４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記特許文献１記載の方法では、スポットの形状および配置が、サイトの形状および配置と同じになるので、スポットの形状や配置を変更する度に、所望のサイトパターンを形成した基板を準備する必要があった。
【０００７】
本発明は、試料溶液を基板上の所定位置に、スポットの大きさおよび形状が均一となるように、精度良く点着できるとともに、スポットの形状や配置の変更にも容易に対応できる光学検出用基板およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の光学検出用基板は、基板上に定着させた物質から発せられる検出光を検出する方法に用いられる基板であって、該基板の表面に親水性領域が周期的に設けられており、該親水性領域の周期が５０００ｎｍ以下以下であり、かつ前記物質の定着領域の径より小さいことを特徴とする。
本発明の光学検出用基板の製造方法は、基板の表面上に、活性エネルギー線の照射により水との親和性が変化する薄膜を形成する工程と、該薄膜に対して活性エネルギー線を選択的に照射する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、試料溶液を基板上の所定位置に、スポットの大きさおよび形状が均一となるように、精度良く点着できるとともに、スポットの形状や配置の変更にも容易に対応できる光学検出用基板が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の光学検出用基板（以下、単に基板ということもある。）の第１の実施形態を示した平面図である。図面は基板１の表面の一部を拡大して模式的に示している。基板１の厚さ方向に対して垂直な平面内における互いに垂直な２方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とする。
本実施形態の基板１は、その表面に矩形状の親水性領域２が、Ｘ方向とＹ方向の２つの繰り返し方向に沿ってそれぞれ周期的に形成されている。親水性領域２の周囲は疎水性領域３に囲まれており、海島構造となっている。
本実施形態において、親水性領域２の形状および大きさは均一である。すなわち、Ｘ方向における親水性領域２の幅Ｗｘは一定であり、Ｙ方向における親水性領域２の幅Ｗｙも一定である。
Ｘ方向における親水性領域２の間隔Ｓｘは一定であり、Ｙ方向における親水性領域２の間隔Ｓｙも一定である。
【００１１】
本発明における親水性領域２とは、表面の水に対する接触角が８０度以下である領域をいう。親水性領域２における水に対する接触角は７０度以下が好ましく、６０度以下がより好ましい。
また、疎水性領域３とは、表面の水に対する接触角が８０度を超える領域をいう。疎水性領域３における水に対する接触角は１００度以上が好ましく、１１０度以上がより好ましい。本明細書において水に対する接触角が１００度以上である場合を、特に「撥水性」を有すると言うこともある。
本発明の効果を得るうえで、親水性領域２と、該親水性領域２に接している他の領域（本実施形態では疎水性領域３）との、水に対する接触角の差は３０度以上が好ましく、５０度以上がより好ましい。
【００１２】
本発明における親水性領域２の繰り返し方向は、以下のようにして決める。まず、任意の第１の親水性領域２に着目し、それと隣接する親水性領域２のうち、距離が最も近い第２の親水性領域２を選ぶ。第１の親水性領域２内の任意の点Ａ１から、第２の親水性領域２内の対応する点Ａ２（一方向への平行移動により重なり合う同じ位置の点）に至る方向を第１の繰り返し方向とする。前記点Ａ１から点Ａ２までの距離Ｐ１が第１の周期となる。
次に、前記第１の親水性領域２に隣接する親水性領域２のうち、前記第１の繰り返し方向上にあるものを除いて、距離が最も近い第３の親水性領域２を選ぶ。第１の親水性領域２内の任意の点Ａ１から、第３の親水性領域２内の対応する点Ａ３に至る方向を第２の繰り返し方向とする。前記点Ａ１から点Ａ３までの距離Ｐ２が第２の周期となる。
本実施形態における親水性領域２の周期は、Ｘ方向における第１の周期（Ｐ１＝（Ｗｘ＋Ｓｘ）の値）と、Ｙ方向における第２の周期（Ｐ２＝（Ｗｙ＋Ｓｙ）の値）の２通り存在する。
【００１３】
本発明において、親水性領域２の周期は５０００ｎｍ以下であり、１０００ｎｍ以下が好ましい。
親水性領域の周期が複数通り存在し、該複数の周期が互いに異なる場合は、少なくとも１つの周期の値が５０００ｎｍ以下であり、１０００ｎｍ以下が好ましい。全部の周期が前記範囲であることがより好ましい。
親水性領域２の周期を前記の範囲とすることにより、スポット形状の外縁にギャザリングが生じるのを抑制できる。このことは円状、好ましく正円状のスポット形状を得るうえで好ましい。また、親水性領域２の周期が前記範囲であれば、基板１の表面に形成されるパターンが、光学検出装置における一般的な読み取り解像度よりも微細なパターンとなるため、パターンを形成したことによって光学検出におけるバックグラウンドノイズが増大するのを防止できる。
【００１４】
親水性領域２の周期の下限値は特に制限されないが、基板１の表面に親水性領域２と疎水性領域３の分布を設けたことによる本発明の効果を充分に得るためには、親水性領域２の周期が、親水性および／または撥水性の発現に寄与する分子よりも大きいことが好ましい。この点から、親水性領域２の周期の下限値は、１０ｎｍ以上が好ましく、３０ｎｍ以上がより好ましく、１００ｎｍ以上がさらに好ましい。
【００１５】
互いに異なる繰り返し方向における親水性領域２の幅、すなわち本実施形態ではＸ方向の幅ＷｘとＹ方向の幅Ｗｙは、互いに同じでもよく、異なっていてもよい。また異なる繰り返し方向における親水性領域２の間隔（疎水性領域３の幅）、すなわち本実施形態ではＸ方向の間隔ＳｘとＹ方向の間隔Ｓｙとは同じでもよく、異なっていてもよい。
基板上に点着された試料溶液のスポット形状を円状、好ましくは正円状とするためには、互いに異なる２つの繰り返し方向において親水性領域２が周期的に設けられており、第１の繰り返し方向における親水性領域２の周期と、第２の繰り返し方向における周期が同じ（本実施形態ではＰ１＝Ｐ２）であることが好ましい。この状態を本明細書では、親水性領域２の周期構造が二次元等方性を有するという。
該二次元等方性を有する周期構造において、第１の繰り返し方向における親水性領域２の幅と、第２の繰り返し方向における親水性領域２の幅が同じで（本実施形態ではＷｘ＝Ｗｙ）、かつ第１の繰り返し方向における親水性領域２の間隔と、第２の繰り返し方向における親水性領域２の間隔が同じ（本実施形態ではＳｘ＝Ｓｙ）であることが、基板上に点着された試料溶液のスポット形状を円状、好ましくは正円状とするうえでより好ましい。
【００１６】
図１の例では親水性領域２の平面形状が矩形であるが、これに限らず適宜変更できる。図２および図３は変形例を示したものである。図中の矢印（１）および（２）は、基板の厚さ方向に対して垂直な互いに異なる２つの繰り返し方向を示しており、矢印（１）は第１の繰り返し方向、矢印（２）は第２の繰り返し方向をそれぞれ示している。
図２の例は、親水性領域２の平面形状が円形の例である。すなわち円形の親水性領域２が、第１の繰り返し方向（１）と、第２の繰り返し方向（２）に沿ってそれぞれ一定周期で、周期的に形成されている。親水性領域２の周囲は疎水性領域３に囲まれており、海島構造となっている。親水性領域２の形状および大きさは均一である。
図２において、第１の繰り返し方向における周期をＰ１で示し、第２の繰り返し方向における周期をＰ２で示す。
図１、２の例のように、親水性領域２が疎水性領域３で囲まれた海島構造において、第１の繰り返し方向（Ｘ方向、（１）方向）および第２の繰り返し方向（Ｙ方向、（２）方向）における親水性領域２の幅（Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗ１、Ｗ２）は、試料溶液を基板により密着させるうえで、５０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上がより好ましい。また疎水性領域３の幅（Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓ１、Ｓ２）は、試料溶液の不測の濡れ広がりを防止するうえで、１０ｎｍ以上が好ましく、３０ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ以上がさらに好ましい。
【００１７】
図３の例は、親水性領域２の平面形状が矩形で、親水性領域２どうしが点で接しており、親水性領域２の四辺は、それぞれ矩形の疎水性領域３と接している方形構造である。親水性領域２および疎水性領域３の形状および大きさはそれぞれ均一である。
図３において、第１の繰り返し方向における周期をＰ１で示し、第２の方向における周期をＰ２で示す。
【００１８】
図１および図２に示す、親水性領域２の周囲全部に疎水性領域３が存在している海島構造は、基板上に点着された試料溶液のスポット形状を円状、好ましくは正円状とするうえでより好ましい。
一方、図３に示す、親水性領域２どうしが点で接触する構造は、疎水性領域３に対する
親水性領域２の面積の割合を大きくすることが容易である点でより好ましい。
繰り返しのパターンとしては、図１、３の例のように第１の繰り返し方向と第２の繰り返し方向とが直行する単純方形パターン、および図２の例のように第１の繰り返し方向と第２の繰り返し方向とがなす角度が６０°となる六方充填パターンが好ましいが、これら以外の他のパターンも採用できる。
【００１９】
基板１を構成する材料は、特に制限されず、表面に親水性領域２および疎水性領域３からなるパターンを形成できるものであればよい。基板１は、バイオチップに代表的に用いられる蛍光標識の蛍光波長の領域である４５０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で透明であってもよく、不透明であってもよい。
透明な材料の具体例としては、石英ガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス材料；フッ素樹脂；含ケイ素樹脂が挙げられる。
不透明な材料の例としては、ステンレス鋼等の金属が挙げられる。
これらのうちでも、特に蛍光バックグラウンドの低さ、平坦性、入手のしやすさの点でホウケイ酸ガラスまたはソーダライムガラスが、より好ましい。
【００２０】
本発明の光学検出用基板を製造する方法として、基板１の表面上に、活性エネルギー線の照射により水との親和性が変化する薄膜を形成する工程と、該薄膜に対して活性エネルギー線を選択的に照射する工程を有する方法が好適である。
【００２１】
具体的には、下式１で表される含フッ素化合物（以下、化合物１ということもある。）と有機溶剤を含む撥水性組成物を用いて基板１の表面上に撥水性薄膜を形成し、該撥水性薄膜に、紫外線を照射することによって照射された部分の含フッ素化合物（化合物１）を分解し、該分解物を除去することにより、親水性領域と撥水性領域とからなるパターンを形成する方法が好ましい。
【００２２】
【化１】
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【００２３】
［式１中のＲ1、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基または１価有機基であり、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうちの少なくとも一つはフッ素原子を有する有機基である。Ｒ５は水素原子または１価有機基であり、Ｒ６は加水分解性基を有する１価有機基であり、Ａは酸素原子または−NH−である。］
【００２４】
前記化合物１において、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうちの少なくとも一つはフッ素原子を含む１価有機基であり、該フッ素原子を含む１価有機基としては、ＲＦ−Ｂ−（ＲＦはポリフルオロアルキル基（以下、ＲＦ基と記す。）であり、Ｂはフッ素原子を含まない２価の基または共有結合を示す。）で表される基が好ましい。ＲＦ基は、アルキル基の水素原子の２個以上がフッ素原子に置換された基を指す。ＲＦ基の炭素原子数は１〜２０が好ましく、４〜１６がより好ましく、６〜１２が最も好ましい。炭素原子数が該範囲であると、形成された薄膜が撥水性に優れる。
ＲＦ基は、直鎖構造、分岐構造、環構造のいずれであってもよく、直鎖構造が好ましい。分岐構造である場合には、分岐部分の炭素原子数は１〜４が好ましい。また、ＲＦ基は不飽和結合を有してもよい。ＲＦ基は、フッ素原子以外の他のハロゲン原子を有していてもよく、他のハロゲン原子としては、塩素原子が好ましい。また、ＲＦ基中の炭素−炭素結合間には、エーテル性の酸素原子またはチオエーテル性の硫黄原子が挿入されていてもよい。
ＲＦ基中のフッ素原子の数は、（ＲＦ基中のフッ素原子数）／（ＲＦ基と同一炭素原子数の対応するアルキル基中の水素原子数）×１００（％）で表現して、６０％以上が好ましく、特に８０％以上が好ましい。
【００２５】
ＲＦ基の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されない。
ＣＦ３−、Ｆ（ＣＦ２）２−、Ｆ（ＣＦ２）３−、Ｆ（ＣＦ２）４−、Ｆ（ＣＦ２）５−、Ｆ（ＣＦ２）６−、Ｆ（ＣＦ２）７−、Ｆ（ＣＦ２）８−、Ｆ（ＣＦ２）９−、Ｆ（ＣＦ２）１０−、Ｆ（ＣＦ２）１１−、Ｆ（ＣＦ２）１２−、Ｆ（ＣＦ２）１３−、Ｆ（ＣＦ２）１４−、Ｆ（ＣＦ２）１５−、Ｆ（ＣＦ２）１６−、（ＣＦ３）２ＣＦ−、（ＣＦ３）２ＣＦＣＦ２−、（ＣＦ３）２ＣＦＣＦ２ＣＦ２−、（ＣＦ３）２ＣＦＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、（ＣＦ３）２ＣＦＣＦ（ＣＦ３）−、（ＣＦ３）２ＣＦＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２−、（ＣＦ３）２ＣＦＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）−、（ＣＦ３）２ＣＦＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ２ＣＦ３）−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ２ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ２−、（ＣＦ３）３Ｃ−、（ＣＦ３）３ＣＣＦ２−、（ＣＦ３）３Ｃ（ＣＦ２ＣＦ３）−、（ＣＦ２ＣＦ３）Ｃ（ＣＦ３）２−、（ＣＦ２ＣＦ３）２ＣＣＦ３−。
【００２６】
ＣＦ２＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３Ｃ（ＣＦ３）＝ＣＦ−、ＣＦ３Ｃ（ＣＦ３）＝Ｃ（ＣＦ３）−。
ＨＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−。
【００２７】
ＣｌＣＦ２−、ＣｌＣＦ２ＣＦ２−、ＣｌＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣｌＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣｌＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣｌＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣｌＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣｌＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−。
【００２８】
ＣＦ３ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２−。ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２−。
【００２９】
ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ−。
【００３０】
【化２】
2007033090.tif 000004
【００３１】
前記ＲＦ−Ｂ−におけるＢは２価の基または共有結合である。２価の基は酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を含んでいてもよく、飽和の基でもよく、不飽和の基でもよく、直鎖構造でもよく、分岐構造でもよく、環構造でもよい。ベンゼン環と結合する部位は共鳴構造をとることができ、共鳴部位としては酸素原子、窒素原子、二重結合、カルボニル基が好ましい。
【００３２】
ＲＦ−Ｂ−の具体例を以下に挙げるが、これらに限定されない。
ＲＦ−（ＣＨ２）ｑＯ−（ｑは１〜１０の整数）、ＲＦ−ＮＨ−、ＲＦ−ＣＨ２ＮＨ−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ−、ＲＦ−（ＣＨ２）４ＮＨ−、ＲＦ−Ｎ（ＣＨ３）−、ＲＦ−ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）−。
【００３３】
ＲＦ−ＯＣ（＝Ｏ）−、ＲＦ−ＣＨ２ＯＣ（＝Ｏ）−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（＝Ｏ）−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（＝Ｏ）−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（＝Ｏ）−、ＲＦ−Ｃ（＝Ｏ）−、ＲＦ−ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）−、ＲＦ−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、ＲＦ−ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−。
【００３４】
ＲＦ−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−、ＲＦ−ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−、ＲＦ−ＣＨ＝ＣＨ−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、ＲＦ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−。
これらのうち、ＲＦ−（ＣＨ２）ｑＯ−（ｑは１〜１０の整数）が好ましく、ＲＦ−（ＣＨ２）３Ｏ−がより好ましく、Ｃ８Ｆ１７（ＣＨ２）３Ｏ−が最も好ましい。
【００３５】
前記化合物１におけるＲ1、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４において、フッ素原子を有する１価有機基以外の１価有機基としては、酸素原子を有する１価有機基が好ましく、アルコキシ基がより好ましく、窒素原子、硫黄原子、リン原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を有していてもよい。また、飽和の基でも、不飽和の基でもよく、直鎖構造、分岐構造、環構造のいずれでもよい。該１価有機基としては、ベンゼン環の光吸収特性に優れることから、ヘテロ原子またはベンゼン環と共鳴構造をとることができる基が好ましい。Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４における１価有機基の数は、１以上が好ましい。
具体例としては特に限定されず、−ＯＣＨ３、−ＯＣＨ２ＣＨ３、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３、−ＯＣＨ（ＣＨ３）２、−ＮＨ（ＣＨ３）、−Ｎ（ＣＨ３）２、−ＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＨ、−Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３、−ＯＣ（＝Ｏ）ＣＨ３、−ＮＨＣ（＝Ｏ）ＣＨ３、−Ｎ（ＣＨ３）Ｃ（＝Ｏ）ＣＨ３が好ましく挙げられる。
【００３６】
Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうちの１以上が水素原子であることが好ましく、２以上が水素原子であることがより好ましい。
【００３７】
前記化合物１において、Ｒ５は水素原子または１価有機基であり、水素原子が好ましい。１価有機基である場合は、低級アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
化合物１において、Ａは酸素原子がより好ましい。Ａが酸素原子であると、紫外線による分解後の薄膜が親水性に優れる。
【００３８】
化合物１において、Ｒ６は加水分解性基を有する１価有機基であり、ケイ素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子を含んでいてもよく、飽和の基でも、不飽和の基でもよく、直鎖構造、分岐構造、環構造のいずれでもよい。
Ｒ６としては、ケイ素原子を有する基が好ましく、−Ｒ７−Ｓｉ（Ｒ８）３−ｍＸｍまたは−Ｒ７−ＳＨ（Ｒ７は２価有機基であり、Ｒ８は１価有機基であり、Ｘは加水分解性基であり、ｍは１〜３の整数である。）で表される基がより好ましく、−Ｒ７−Ｓｉ（Ｒ８）３−ｍＸｍが最も好ましい。Ｒ７としては炭素数１〜１０のアルキレン基が好ましく、該アルキレン基の炭素−炭素結合間に−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＮＨ−が挿入されていてもよい。Ｒ８としては、低級アルキル基が好ましい。Ｘとしては、アルコキシ基、アシロキシ基、ケトオキシム基、アルケニルオキシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、イソシアネート基、ハロゲン原子が好ましく、ハロゲン原子（特に塩素原子）またはアルコキシ基がより好ましく、アルコキシ基が最も好ましい。アルコキシ基としては、炭素原子数１〜３のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基またはエトキシ基がより好ましい。ｍとしては、２または３が好ましく、３がより好ましい。ｍが多いほど基板との密着性に優れる。
【００３９】
化合物１の具体例としては、以下の化合物が好ましく挙げられる。以下において、メチル基をＭｅ、エチル基をＥｔと表記する場合がある。
【００４０】
【化３】
2007033090.tif 000005
【００４１】
【化４】
2007033090.tif 000006
【００４２】
【化５】
2007033090.tif 000007
【００４３】
【化６】
2007033090.tif 000008
【００４４】
化合物１は、フッ素原子を有する１価有機基を含み、該化合物１を用いて形成された薄膜は撥水性に優れる。該化合物１は紫外線により分解し、紫外線照射により該薄膜の水との接触角は低下する。これは、化合物１に紫外線を照射することにより、化合物１が−Ａ−Ｒ６とそれ以外の部分とに分解し、−Ａ−Ｒ６がヒドロキシル基、またはアミノ基に変化するためと考えられる。
【００４５】
基板上に撥水性薄膜を形成するのに用いられる撥水性組成物は、化合物１と有機溶剤とを含有する。該撥水性組成物には、化合物１の１種が含まれていてもよく、２種以上が含まれていてもよい。
有機溶剤としては、特に限定されず、アルコール類、ケトン類、芳香族炭化水素類、パラフィン系炭化水素類が好ましく、エチルアルコール、２−プロピルアルコール等の低級アルコール類またはパラフィン系炭化水素類がより好ましい。有機溶剤は１種を用いてもよく、２種以上を混合して用いて、極性、蒸発速度等を調節することも好ましい。
撥水性組成物における有機溶剤の含有量は、化合物１の１質量部に対して０．０１〜１０００質量部が好ましく、０．１〜１００質量部がより好ましい。該範囲であると、均一な薄膜が形成され、優れた撥水性が発現する。
撥水性組成物は、作業性、形成する薄膜の厚さ等を考慮し、必要に応じてさらに有機溶剤で希釈して使用してもよい。
【００４６】
撥水性組成物は、化合物１および有機溶剤以外の他の成分を含有していてもよい。他の成分としては酸が好ましく、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸、酢酸、蟻酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の有機酸が好ましく挙げられる。前記Ｒ６が、ケイ素原子に結合した加水分解性基を有する場合、撥水性組成物に酸を添加することにより、該加水分解性基がシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）に変換し、基板上で脱水縮合反応してＳｉ−Ｏ−Ｓｉが形成される。このとき、基板にＳｉ−ＯＨ基が存在すると、これとも反応し、基板への密着性が向上する。
撥水性組成物における酸の含有量は、化合物１の１質量部に対して０．０００１〜０．１質量部が好ましく、０．００１〜０．０１がより好ましい。該範囲であると、加水分解効果が充分に発現し、かつ該組成物が安定性に優れる。
【００４７】
化合物１を含有する撥水性組成物を用いて基板１上に親水性領域２を形成するには、まず、該撥水性組成物を基板１上に塗布して撥水性薄膜を形成する。
基板１は予め、研磨剤を用いた洗浄処理等の前処理を適宜行っておくことが好ましい。
撥水性組成物を塗布する方法としては、はけ塗り、流し塗り、回転塗布、浸漬塗布、スキージ塗布、スプレー塗布、手塗り等の各種の公知の方法が挙げられる。撥水性組成物は、基板１上に塗布した後、大気中または窒素気流中等で乾燥する。該乾燥は室温で行うのが好ましく、加熱によって乾燥する場合には、基材１の耐熱性を加味して加熱の温度、時間を設定する。
撥水性薄膜の厚さは、特に限定されないが、１００ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましく、５ｎｍ以下が最も好ましい。撥水親水性薄膜の厚さは、自己組織化単分子膜（以下、ＳＡＭと記す。ＳＡＭ＝Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）の厚さ（約１〜３ｎｍ）と同程度であることが好ましい。撥水性薄膜の膜厚が前記範囲にあると、後の紫外線照射工程において、紫外線が効率よく化合物に照射されるため分解反応が効率よく進行する。
【００４８】
次いで該撥水性薄膜に紫外線を選択的に照射し、照射された部分の化合物１を分解する。
照射する紫外線の波長は、２００ｎｍ以上が好ましく、２５０ｎｍ以上がより好ましく、３００ｎｍ以上が最も好ましい。波長が２００ｎｍ未満の紫外線は、基板１を構成する材料自体を分解する場合がある。該紫外線の光源としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムランプ、窒素等の気体レーザー、有機色素溶液の液体レーザー、無機単結晶に希土類イオンを含有させた固体レーザー等が好ましく挙げられる。また、単色光が得られるレーザー以外の光源としては、広帯域の線スペクトル、連続スペクトルを用いることができ、この場合はバンドパスフィルター、カットオフフィルター等の光学フィルターを使用して必要な波長の紫外線を取り出して使用することが好ましい。特に、一度に大きな面積を照射できることから、光源としては高圧水銀ランプまたは超高圧水銀ランプが好ましい。
紫外線を選択的に照射する方法としては、所定のパターンを有するフォトマスクを介して紫外線を照射する方法、レーザー光を用いる方法が挙げられる。一度に大きな面積を照射できることから、フォトマスクを介して紫外線を照射する方法が好ましい。
【００４９】
紫外線の照射後、化合物１の分解物を除去するために、基板１を洗浄することが好ましい。該洗浄に用いる洗浄液として、たとえば、アセトンおよびジクロロペンタフルオロプロパン（R−２２５）をこの順で用いるのが好ましい。
基板１上に形成された撥水性薄膜のうち、紫外線が選択的に照射されて化合物１が分解物された領域は、紫外線の照射を受けない撥水性薄膜（疎水性領域３）よりも、水に対する接触角が低下しており、親水性領域２となる。こうして本発明の光学検出用基板が得られる。
化合物１を含有する撥水性組成物を用いて形成された撥水性薄膜（疎水性領域３）の水に対する接触角は、１００度以上が好ましく、１１０度以上がより好ましい。また、紫外線照射により化合物１の分解が生じた領域（親水性領域２）における水に対する接触角は、８０度以下が好ましく、７０度以下がより好ましく、６０度以下が最も好ましい。
また、紫外線照射により分解する前後における撥水性薄膜の水に対する接触角の差（親水性領域２と疎水性領域３との接触角の差）は３０度以上が好ましく、５０度以上がより好ましい。
【００５０】
上記方法で形成された親水性領域２の表面には、水酸基またはアミノ基が存在しているので、生体高分子などの吸着固定が容易である。さらに基板１の表面に対して、水酸基またはアミノ基と反応性を有し、かつ生体高分子と親和性の高い有機物を反応させることにより、基板１と生体高分子（たとえばＤＮＡチップにおいてはプローブＤＮＡ）との親和性および／または結合特異性が向上し、基板１への生体高分子の定着性が促進される。
【００５１】
本発明の光学検出用基板において、親水性領域２の表面に対して、基板上に定着される物質の定着を促進する表面処理が施されていてもよい。
すなわち、基板１の全面上に前記撥水性組成物を用いて薄膜を形成し、部分的に紫外線を照射することにより親水性領域２を形成した後、好ましくは紫外線照射後に分解物を除去した後、該親水性領域２に対して、表面処理を施してもよい。
該表面処理に用いられる表面処理剤は、基板１に定着される物質（たとえば基板上に固定化されるプローブＤＮＡ）の基板１への定着を促進する機能を有するものが好ましく、該物質の種類に応じて適宜選択される。
【００５２】
本発明の光学検出用基板は、基板１上に定着させた物質から発せられる検出光を検出する方法に用いられる。検出として定性分析、定量分析等を行うことができる。
本明細書において、基板１上に定着される物質（以下、被定着物質ということがある。
）とは、検出を行う時点で基板１上に定着されている物質を指しており、ＤＮＡチップにおけるプローブＤＮＡのように、あらかじめ基板１上に固定化される物質のほか、該プローブＤＮＡにハイブリダイゼーションされる検体ＤＡＮ等の検出対象物質、および検出対象物質とそれ以外の物質とが結合したものも含む概念である。
【００５３】
基板上に定着させる物質（被定着物質）は、特に制限されず、たとえば細胞、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白質、有機化合物、無機化合物が挙げられる。
細胞の具体例としては、ヒト細胞、動植物由来の細胞、ウィルス、カビ等の細菌・古細菌類が挙げられる。
蛋白質の具体例としては、水溶性蛋白質、ケラチン、コラーゲン、フィブロイン、セリシン、糖蛋白質、バクテリオロドプシン等の膜蛋白質、コート蛋白質、アルブミン、血清が挙げられる。
ＤＮＡおよびＲＮＡの具体例としては、生体物質から抽出増幅したｃＤＮＡ、人工合成されたオリゴＤＮＡが挙げられる。
有機化合物の具体例としては、アミノ基を含む含ケイ素化合物、アルコキシ基を含む含ケイ素化合物、フッ素を含む含ケイ素化合物等の含ケイ素化合物；スルホン酸基、カルボン酸基、水酸基、エステル基、およびアルキル基等を含むフッ素化合物；蛍光色素；フラーレン、およびフラーレン誘導体；遷移金属を含む有機金属化合物（特に希土類元素を含む有機金属化合物）；クラウンエーテル、フェナントロリン、およびポルフィリン等の大環式化合物；が挙げられる。
無機化合物の具体例としては、酸化チタン、二酸化ケイ素等の金属酸化物微粒子；窒化チタン等の窒化金属；白金、金、銀、銅、ゲルマニウム等の金属微粒子；炭素化合物が挙げられる。
基板上に定着されている物質は、１種でもよく２種以上でもよい
本発明の光学検出用基板は、たとえばＤＮＡチップ、タンパクチップ、細胞チップ等として好適に用いられる。
【００５４】
本発明の基板は、被定着物質を含む試料溶液の液滴を基板上に点着（スポット）させる方法に好適である。
試料溶液は、溶液、コロイド溶液、懸濁液、分散液等のいずれでもよい。溶媒および分散媒としては水、または緩衝液等の水溶液を用いる。
具体的な点着方法としては、たとえばステンレス製のピンの先端に試料溶液の液滴を付着させ、該液滴を基板表面に接触させることにより、該液滴を基板表面に移動させる方法を用いることができる。
または、インクジェット等の一定量の液滴を吐出させる方法によって、試料溶液を基板上の所定位置に点着させてもよい。
【００５５】
スポット形状は、光学検出における画像処理が容易であることから、円状であることが好ましく、正円に近いほどより好ましい。
またスポットを上方から平面視したときの大きさは、すなわち定着領域の大きさは、基板上に充分な数のスポットを確保しつつ、１個のスポットに定着される被定着物質の量を充分に確保する点から、最も大きい径（長径）が５０〜５００μｍの範囲が好ましく、８０〜２００μｍの範囲がより好ましい。
【００５６】
基板に点着された試料溶液（液滴）は、必要であれば、乾燥させて液滴中の溶媒等を留去してもよい。すなわち、基板上に定着されている物質は、溶剤が除去された乾燥物であってもよい。
また、基板１上に点着された試料溶液は、また、基板上に定着させた物質に対して、ブロッキングと呼ばれる、基板上の不要になった化学的活性点を不活性化する処理などを施してもよい。
【００５７】
基板上に定着された物質から発せられる検出光を検出する方法は、特に制限されず、既知の各種の手法を用いることができる。たとえば、共焦点顕微鏡の光学系を備えた測定装置内で基板を平面方向に動かして基板上をスキャンする方法、またはＣＣＤ等の撮像素子によって基板平面の一部または全部を一度に測定装置に取り入れる方法、などが挙げられる。
【００５８】
本発明の光学検出用基板は、表面に微細な親水性領域が周期的に設けられているため、試料溶液を基板上の所定位置に、スポットの大きさおよび形状が均一となるように、精度良く点着できる。
たとえば、基板上に試料溶液を点着させる際の、好ましいスポットの大きさは前記の範囲であり、これに対して本発明の基板上に設けられている親水性領域の周期は充分に（１桁以上）小さい。このため、基板上にスポットされた試料溶液は、表面張力によって、複数の親水性領域２とそれに隣接する疎水性領域３を覆うように広がる。このとき、親水性領域２上では広がり易く、疎水性領域３上では広がり難いため、これにより試料溶液の広がりが規制される。したがって、試料溶液の組成が同じ場合は、大きさおよび形状が均一なスポットが得られ、その大きさおよび形状は、例えばステンレス製ピンの端面半径によって決めることができる。
また、基板１上に設けられている親水性領域２の周期は、形成しようとするスポットの大きさ（定着領域の径）より小さく、例えば１／１０以下、好ましくは１／５０以下と充分に小さいため、スポットの形成は、１個のスポットをなす試料溶液を、複数個の親水性領域２を一括的に覆うように点着する方法で行われる。したがって、同じ基板を用いて、１個のスポットに含まれる親水性領域２の位置および数を適宜選択することにより、スポットの形状および配置を自由に設定することができ、スポットの形状や配置の変更にも容易に対応できる。
また親水性領域２の周期パターンが、光学検出装置における一般的な読み取り解像度よりも微細なパターンであるため、光学検出におけるバックグラウンドノイズを増大させることなく、スポットの正確さを向上させて、検出精度を向上させることができる。
【００５９】
ところで、基板表面全面が疎水性である場合は、スポットされた試料溶液が弾かれて球状に近づく（基板表面との接触角が増大する）ため、基板との接触面積が小さくなって、プローブＤＮＡ等の被定着物質が基板表面に固定化され難くなる。また試料溶液が弾かれる際にスポット位置の変動および／またはスポット形状の変形が生じ易いため、スポット精度が悪くなる。
一方、基板表面全面が親水性である場合は、試料溶液は必要以上に基板上で濡れ広がり、その結果、スポットの位置および／または形状の精度が悪くなる。また、試料溶液の比表面積が増大するため、速やかに乾燥してしまい、その結果、被定着物質の固定化が不完全になったり、スポット内において被定着物質の分布不均一が生じるおそれがある。さらには、異なる試料溶液のスポット位置が近い場合には試料溶液同士が接触、混合してしまうこともある。
これに対して、本発明の基板は、表面に微細な親水性領域が周期的に設けられているため、スポットされた試料溶液は、弾かれて略球状になることもなく、試料溶液の量に応じて、再現性良く広がる。そして、試料溶液と基板との適度な大きさの接触面積を確保できるとともに、必要以上に濡れ広がることもないため、被定着物質の基板への固定化が良好に行われ、スポット内における被定着物質の分布も均一になり易い。また隣り合うスポットどうしの不測の接触も防止される。
【００６０】
また、基板表面全面の親水性が一様である場合に、被定着物質の定着を促進する表面処理を選択的に行うことによって、基板と被定着物質との化学的な親和性と、物理的なスポット容易性とを両立させようとすると、厳重な生産管理による制御が必要になり非常に困難を伴う。また、該表面処理により基板表面に付与された親水性は、空気中から付着する極微量な汚染物質によっても低下してしまうため、基板表面における被定着物質との化学的親和性と所定の親水性を同時に維持するためには、基板の包装も厳重にせざるを得ず、また基板の使用期限についても、化学的親和性が損なわれる期間よりも短い期間に設定せざるを得ない。
これに対して、本発明の光学検出用基板の製造方法によれば、基板表面に特定の薄膜を形成することにより、基板の表面に所望の親水性領域を容易に設けることができ、生産管理も比較的容易である。しかも該方法で基板に付与された親水性は、空気中からの汚染物質の影響を受けても、疎水性領域との接触角の差が維持されている限り、安定して効果が発現するので、基板の取り扱い性が良い。
【００６１】
また、基板表面全面の親水性が一様である場合に、試料溶液のスポットおよび固定化の環境（湿度および／または温度など）を管理することにより、スポットの形状および大きさを均一に制御しようとすると、厳重な生産管理による制御が必要になる。また表面特性が異なる基板を使用する度に表面特性とスポット条件を検討しなおす必要があり、煩雑である。
これに対して本発明の基板は、基板自身の表面物性として、微細な親水性領域が周期的に設けられている表面構造を有しているため、環境によらず、再現性良くスポットできる。また環境変動にあわせてスポット条件などを調節する必要性も低いという利点も有する。
【実施例】
【００６２】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例において、ジクロロペンタフルオロプロパン（以下、Ｒ−２２５と記す。）としては、旭硝子社製、商品名ＡＫ−２２５を用いた。白金触媒としてはＰｔ−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体の３質量％キシレン溶液を用いた。また、ＮＭＲスペクトルデータは、みかけの化学シフト範囲として示し、積分値は比率で表記した。水に対する接触角は、静滴法を用い基板に水滴を３ケ所乗せ、測定された接触角３点の平均値として求めた。
【００６３】
［合成例１］
（合成例１−１）
温度計、撹拌機、ジムロート冷却器の付いた５００ｍＬのガラス製反応容器に、Ｃ８Ｆ１７ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｂｒ（ガスクロマトグラフィー（以下、ＧＣと記す。）による純度は８４．３モル％。）の９１ｇ、バニリンの２２．７ｇ、炭酸カリウムの３９．０ｇ、臭化テトラブチルアンモニウムの６．８７ｇおよびアセトニトリルの１７０ｇを入れ、８２℃に昇温して１．５時間還流させて反応を行い、反応粗液を得た。
得られた反応粗液にＲ−２２５の４５０ｇを加え、次いで蒸留水の３００ｇを用いて２回洗浄した。溶媒のＲ−２２５を留去し、下記化合物ａの１０９ｇを得た。ＧＣによる純度は７９．５モル％であり、収率は９９．５％であった。１９Ｆ−ＮＭＲおよび１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を以下に示す。
【００６４】
【化７】
2007033090.tif 000009
【００６５】
１９Ｆ−ＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３）δ（ｐｐｍ）：−８１．３（３Ｆ），−１１４．７（２Ｆ），−１２２．４（６Ｆ），−１２３．２（２Ｆ），−１２３．９（２Ｆ），−１２６．６（２Ｆ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３）δ（ｐｐｍ）：２．１３−２．４２（４Ｈ）、３．９０（３Ｈ）、４．１６（２Ｈ）、６．９３−７．４４（３Ｈ）、９．８４（１Ｈ）。
【００６６】
（合成例１−２）
温度計、滴下ロート、撹拌機、ジムロート冷却器の付いた１Ｌのガラス製反応容器に、合成例１−１で得られた化合物ａの１０９ｇおよび酢酸の３３０ｇを入れ、発煙硝酸の１２８ｇと酢酸の１０５ｇを混合した溶液を室温にて３０分間かけて滴下した。その後、さらに３時間反応させ反応粗液を得た。
得られた反応粗液にＲ−２２５の３００ｇを加え、次いで蒸留水の５００ｇ、８質量％重曹水溶液の５００ｇ、蒸留水の５００ｇを用いて洗浄した。溶媒のＲ−２２５を留去し、下記化合物ｂの１１１．８ｇを得た。ＧＣによる純度は７３．６モル％であり、収率は８２．７％であった。１９Ｆ−ＮＭＲおよび１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を示す。
【００６７】
【化８】
2007033090.tif 000010
【００６８】
１９Ｆ−ＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３）δ（ｐｐｍ）：−８１．２（３Ｆ），−１１４．７（２Ｆ），−１２２．４（６Ｆ），−１２３．２（２Ｆ），−１２３．８（２Ｆ），−１２６．６（２Ｆ）。
１Ｈ−ＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３）δ（ｐｐｍ）：２．１７−２．４３（４Ｈ）、３．９９（３Ｈ）、４．２１（２Ｈ）、７．４０（１Ｈ）、７．５８（１Ｈ）、１０．４４（１Ｈ）。
【００６９】
（合成例１−３）
温度計、撹拌機、ジムロート冷却器の付いた３００ｍＬのガラス製反応容器に、合成例１−２で得られた化合物ｂの２６．８ｇ、ヒドラジン一水和物の３．３ｇおよびエタノールの１５０ｇを入れ、７８℃に昇温して３時間還流させて反応を行った。室温に冷却して析出した粗生成物をろ過により採取し、エタノールの５０ｇで５回洗浄した。減圧乾燥して下記化合物ｃの１７．１ｇを得た。ＮＭＲによる純度は１００モル％であり、収率は８５．１％であった。１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を示す。
【００７０】
【化９】
2007033090.tif 000011
【００７１】
１Ｈ−ＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３）δ（ｐｐｍ）：２．１２−２．３９（４Ｈ），３．９５（３Ｈ），４．１３（２Ｈ），５．８１（２Ｈ），７．４８（１Ｈ），７．５５（１Ｈ），８．４１（１Ｈ）。
【００７２】
（合成例１−４）
温度計、撹拌機、ジムロート冷却器の付いた２００ｍＬのガラス製反応容器に、合成例１−３で得られた化合物ｃの１６．８ｇ、酸化マンガン（ＩＶ）の１０．９ｇおよびクロロホルムの１００ｇを入れ、室温で３時間撹拌して反応を行い反応粗液を得た。得られた反応粗液をろ過し、ろ液を８質量％の重曹水溶液の１００ｇで洗浄し、硫酸マグネシウムの１０ｇを用いて乾燥し反応液を得た。
３−ブテン−１−オールの１．８ｇ、５３％質量テトラフルオロほう酸水溶液の０．３６ｇおよびクロロホルムの１００ｇを入れたガラス製容器に、得られた反応液の全量を冷水下に４５分間かけて滴下した。さらに室温で３時間反応させた後、溶媒のクロロホルムを留去し、カラムクロマトグラフィーにより精製して、下記化合物ｄの３．０４ｇを得た。収率は１７．０％であった。１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を示す。
【００７３】
【化１０】
2007033090.tif 000012
【００７４】
１Ｈ−ＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３）δ（ｐｐｍ）：２．１０−２．４４（６Ｈ），３．６２（２Ｈ），３．９３（３Ｈ），４．１３（２Ｈ），４．８８（２Ｈ），５．０４−５．１８（２Ｈ），５．８０−５．９４（１Ｈ），７．２５（１Ｈ），７．６７（１Ｈ）。
【００７５】
（合成例１−５）
ＰＴＦＥ製の内袋を備えた５０ｍＬのステンレス鋼製耐圧反応容器に、合成例１−４で得られた化合物ｄの４．６０ｇ、トリエトキシシランの２．７６ｇ、Ｐｔ触媒の２９ｍｇおよびトルエンの１５ｇを入れ、１００℃で１．５時間反応を行い、反応粗液を得た。
得られた反応粗液から溶媒のトルエンを留去し、カラムクロマトグラフィーにより精製し、下記化合物ｅの２．２４ｇを得た。ＮＭＲによる純度は９８モル％であり、収率は７５．３％であった。１Ｈ−ＮＭＲの測定結果を示す。吸収スペクトルを図１に示す。
【００７６】
【化１１】
2007033090.tif 000013
【００７７】
１Ｈ−ＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３）δ（ｐｐｍ）：０．６６（２Ｈ），１．２０（９Ｈ），１．５２−１．７６（４Ｈ），２．１１−２．４２（４Ｈ），３．５９（２Ｈ），３．７８（６Ｈ），３．９５（３Ｈ），４．１４（２Ｈ），４．８６（２Ｈ），９７．３０（１Ｈ），７．６９（１Ｈ）。
【００７８】
［ガラス基板の前処理］
１０ｃｍ四方の厚さ２ｍｍソーダライム系ガラス基板の表面を、酸化セリウム系微粒子を含む研磨剤で研磨洗浄し、純水ですすいで風乾し洗浄済みガラスを得た。以下の例においては、ガラス基板として該洗浄済みガラスを用いた。
【００７９】
［参考例１］
３００ｍＬのガラス製容器に、合成例１で得られた化合物ｅの１質量部、２−プロパノールの１００質量部および０．１Ｎ塩酸の０．５質量部を入れて、室温で１２時間加水分解反応を行い撥水性組成物ｅを得た。得られた撥水性組成物ｅの１ｍＬをガラス基板に滴下し、３０００回転で２０秒間スピンコートした後、Ｒ−２２５で洗浄し風乾してサンプルｅ−１を作製した。
得られたサンプルｅ−１の水に対する接触角は１０８．８度であり、未処理のガラス基板の水に対する接触角は１０度以下であった。
サンプルｅ−１に対して、高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射し、Ｒ−２２５で洗浄し風乾してサンプルｅ−２を作製した。照射量が２２ｍＪ／ｃｍ２の場合のサンプルｅ−２１の水に対する接触角は１０２．２度であった。
また、光の照射と洗浄を１２回繰り返して合計の照射量が６２９ｍＪ／ｃｍ２の場合のサンプルｅ−２２の水に対する接触角は７９．８度であった。
サンプルｅ−１に対して、１回の照射量が６５０ｍＪ／ｃｍ２となるように紫外線を照射した場合のサンプルｅ−２３の水に対する接触角は９０．９度であり、さらに同じ照射量（６５０ｍＪ／ｃｍ２）での光の照射と洗浄を５回繰り返して合計の照射量が３２５０ｍＪ／ｃｍ２の場合のサンプルｅ−２４の水に対する接触角は６２．３度であった。
【００８０】
［参考例２］
比較のために、未処理のガラス基板に対して、紫外線の照射と洗浄を１２回繰り返して、合計の照射量を６２９ｍＪ／ｃｍ２としたが、水に対する接触角は１０度以下であった。
【００８１】
［実施例１］
参考例１において、サンプルｅ−１からサンプルｅ−２４を作成する過程における紫外線照射を、フォトマスクを用いて選択的に行うことにより、図１で示すパターンの親水性領域２を基板１の表面に形成した。親水性領域２の接触角は６２．３度であり疎水性領域３の接触角は１０８．８度である。
Ｘ方向における親水性領域２の幅（Ｗｘ）は１００ｎｍとし、Ｙ方向における親水性領域２の幅（Ｗｙ）１００ｎｍとした。またＸ方向における疎水性領域３の幅（Ｓｘ）は５０ｎｍとし、Ｙ方向における疎水性領域３の幅（Ｓｙ）は５０ｎｍとした。
したがって、Ｘ方向における親水性領域２の周期は１５０ｎｍであり、Ｙ方向における親水性領域２の周期は１５０ｎｍである。
【００８２】
前記で得られた基板１上に、試料溶液としてインクで着色したインク水をスポットした。すなわち、直径が１００μｍのステンレスピンの先端にインク水を付け、これを基板１の表面に接触させて移す方法でスポットを形成した。同じ基板１上に、同様にして１００個のスポットを互いに離間させて形成した。
この後、基板１上のインク水を乾燥させた後に、基板１上に残ったインクが示す各スポットの形状をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察した。いずれのスポットもほぼ正円に近い円形であった。スポット内におけるインクの濃さは均一であった。また各スポットの長径を測定した。結果を下記表１に示す。
【００８３】
［比較例１］
比較例として、基板全面に撥水性薄膜が形成されているサンプルｅ−１（接触角１０８．８度）の表面上に、実施例１と同様のインク水をスポットし、得られたスポットについて同様に観察したところ、点状であったり、三日月状であったりと不定形であった。また不定形であるため長径の測定はできなかった。結果を下記表１に示す。
【００８４】
［比較例２］
比較例として、未処理のガラス基板（接触角１０度以下）上に、実施例１と同様のインク水をスポットし、得られた各スポットについて同様に観察した。いずれのスポットも、形状はほぼ円形であったが、中心部よりも外周部に近いほどインクが濃くなっており、インクの分布が不均一であった。また各スポットの長径を測定した。結果を下記表１に示す。
【００８５】
【表１】
2007033090.tif 000014
【００８６】
表１の結果より、実施例１で得られた光学検出用基板では、ほぼ正円に近いスポットが得られ、スポット形状の均一性が高く、大きさのばらつきも少ない。またスポット内におけるインクの分布も均一であり、このことから試料溶液が被定着物質を含む場合は、被定着物質の均一性が良好であると推定される。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る一実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明に係る変形例を示す平面図である。
【図３】本発明に係る変形例を示す平面図である。
【図４】合成例１における化合物ｅの紫外可視光吸収スペクトルである。
【符号の説明】
【００８８】
１  基板
２  親水性領域
３  疎水性領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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